Docker-consul的容器服务更新与发现

实验所需安装包百度云盘自提

consul概述

什么是服务注册与发现

服务注册与发现是微服务架构中不可或缺的重要组件。起初服务都是单节点的，不保障高可用性，也不考虑服务的压力承载，服务之间调用单纯的通过接口访问。

直到后来出现了多个节点的分布式架构，起初的解决手段是在服务前端负载均衡，这样前端必须要知道所有后端服务的网络位置，并配置在配置文件中。这里就会有几个问题：

●如果需要调用后端服务A-N，就需要配置N个服务的网络位置，配置很麻烦

●后端服务的网络位置变化，都需要改变每个调用者的配置

既然有这些问题，那么服务注册与发现就是解决这些问题的。后端服务A-N可以把当前自己的网络位置注册到服务发现模块，服务发现就以K-V的方式记录下来，K一般是服务名，V就是IP:PORT。

服务发现模块定时的进行健康检查，轮询查看这些后端服务能不能访问的了。前端在调用后端服务A-N的时候，就跑去服务发现模块问下它们的网络位置，然后再调用它们的服务。这样的方式就可以解决上面的问题了，前端完全不需要记录这些后端服务的网络位置，前端和后端完全解耦！

什么是consul

consul是google开源的一个使用go语言开发的服务管理软件。支持多数据中心、分布式高可用的、服务发现和配置共享。采用Raft算法，用来保证服务的高可用。

内置了服务注册与发现框架、分布一致性协议实现、健康检查、Key/Value存储、多数据中心方案，不再需要依赖其他工具（比如ZooKeeper等）。

服务部署简单，只有一个可运行的二进制的包。每个节点都需要运行agent，他有两种运行模式server 和 client。 每个数据中心官方建议需要3或5个server节点(大于或等于3的奇数台)以保证数据安全，同时保证server-leader的选举能够正确的进行。

在client模式下，所有注册到当前节点的服务会被转发到server节点，本身是不持久化这些信息。

在server模式下，功能和client模式相似，唯一不同的是，它会把所有的信息持久化到本地，这样遇到故障，信息是可以被保留的。

server-leader是所有server节点的老大，它和其它server节点不同的是，它需要负责同步注册的信息给其它的server节点，同时也要负责各个节点的健康监测。

consul提供的一些关键特性：

服务注册与发现：consul通过DNS或者HTTP接口使服务注册和服务发现变的很容易，一些外部服务，例如saas提供的也可以一样注册。

健康检查：健康检测使consul可以快速的告警在集群中的操作。和服务发现的集成，可以防止服务转发到故障的服务上面。

Key/Value存储：一个用来存储动态配置的系统。提供简单的HTTP接口，可以在任何地方操作。

多数据中心：无需复杂的配置，即可支持任意数量的区域。

安装consul是用于服务注册，也就是容器本身的一些信息注册到consul里面，其他程序可以通过consul获取注册的相关服务信息，这就是服务注册与发现。

consul 部署

环境准备

服务器	ip地址	服务
consul服务器	20.0.0.100	consul服务、nginx服务、consul-template守护进程
registrator服务器	20.0.0.200	registrator容器、运行nginx容器

关闭防火墙

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service && setenforce 0

consul服务器端部署

建立 Consul 服务

[root@docker01 ~]# mkdir /opt/consul
[root@docker01 ~]# rz -E
rz waiting to receive.
[root@docker01 ~]# cp consul_0.9.2_linux_amd64.zip /opt/consul
[root@docker01 ~]# cd /opt/consul
[root@docker01 consul]# ls
consul_0.9.2_linux_amd64.zip
[root@docker01 consul]# unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip
## 解压安装包
Archive:  consul_0.9.2_linux_amd64.zip
  inflating: consul         
[root@docker01 consul]# mv consul /usr/local/bin/
[root@docker01 consul]# ll /usr/local/bin/consul 
-rwxr-xr-x. 1 root root 42777946 8月  10 2017 /usr/local/bin/consul
      

设置代理，在后台启动 consul 服务端

[root@docker01 consul]# consul agent \
-server \
-bootstrap \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=20.0.0.100 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server01 &> /var/log/consul.log &

---

-server： 以server身份启动。默认是client。
-bootstrap ：用来控制一个server是否在bootstrap模式，在一个数据中心中只能有一个server处于bootstrap模式，当一个server处于 bootstrap模式时，可以自己选举为 server-leader。
-bootstrap-expect=2 ：集群要求的最少server数量，当低于这个数量，集群即失效。
-ui ：指定开启 UI 界面，这样可以通过 http://localhost:8500/ui 这样的地址访问 consul 自带的 web UI 界面。
-data-dir ：指定数据存储目录。
-bind ：指定用来在集群内部的通讯地址，集群内的所有节点到此地址都必须是可达的，默认是0.0.0.0。
-client ：指定 consul 绑定在哪个 client 地址上，这个地址提供 HTTP、DNS、RPC 等服务，默认是 127.0.0.1。
-node ：节点在集群中的名称，在一个集群中必须是唯一的，默认是该节点的主机名。
-datacenter ：指定数据中心名称，默认是dc1。

---

netstat -natp | grep consul

启动consul后默认会监听5个端口：
8300：replication、leader farwarding的端口
8301：lan cossip的端口
8302：wan gossip的端口
8500：web ui界面的端口
8600：使用dns协议查看节点信息的端口

查看集群信息

查看members状态

[root@docker01 consul]# consul members
## 查看members状态

查看集群状态

[root@docker01 consul]# consul operator raft list-peers
## 查看集群状态

通过 http api 获取集群信息

curl 127.0.0.1:8500/v1/status/peers   #查看集群server成员
curl 127.0.0.1:8500/v1/status/leader    #集群 server-leader
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/services #注册的所有服务
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nginx    #查看 nginx 服务信息
curl 127.0.0.1:8500/v1/catalog/nodes    #集群节点详细信息

registrator服务器

容器服务自动加入 Nginx 集群

安装 Gliderlabs/Registrator

[root@localhost ~]# docker run -d \


--name=registrator \
--net=host \
-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock \
--restart=always \
gliderlabs/registrator:latest \
--ip=20.0.0.200 \
consul://20.0.0.100:8500

–net=host ：把运行的docker容器设定为host网络模式。

-v /var/run/docker.sock:/tmp/docker.sock ：把宿主机的Docker守护进程(Docker daemon)默认监听的Unix域套接字挂载到容器中。

–restart=always ：设置在容器退出时总是重启容器。

–ip ：刚才把network指定了host模式，所以我们指定ip为宿主机的ip。

consul ：指定consul服务器的IP和端口。

---

测试服务发现功能是否正常

被监控的节点服务器上，nginx容器的服务启动后，并做了端口映射后，会将映射的信息写入到宿主机的docker.sock文件

registrator自动发现模块会监控宿主机的docker.sock ，就会发现nginx服务。

registrator 会将信息写入到consul的自动注册模块，通过8500 web ui 展示

docker run -itd -p:83:80 --name test-01 -h test01 nginx
docker run -itd -p:84:80 --name test-02 -h test02 nginx
docker run -itd -p:88:80 --name test-03 -h test03 httpd
docker run -itd -p:89:80 --name test-04 -h test04 httpd #-h：设置容器主机名
docker run -itd -p:87:80 --name web5 -h test05 httpd

验证 http 和 nginx 服务是否注册到 consul

浏览器中，输入 http://20.0.0.100:8500，在 Web 页面中“单击 NODES”，然后单击“consurl-server01”，会出现6 个服务。

//在consul服务器使用curl测试连接服务器

consul-template

Consul-Template是基于Consul的自动替换配置文件的应用。Consul-Template是一个守护进程，用于实时查询Consul集群信息，并更新文件系统上任意数量的指定模板，生成配置文件。更新完成以后，可以选择运行 shell 命令执行更新操作，重新加载 Nginx。

Consul-Template可以查询Consul中的服务目录、Key、Key-values 等。这种强大的抽象功能和查询语言模板可以使 Consul-Template 特别适合动态的创建配置文件。例如：创建Apache/Nginx Proxy Balancers 、 Haproxy Backends等。

准备 template nginx 模板文件

在consul服务器上操作

[root@docker01 consul]# vim /opt/consul/nginx.ctmpl
#定义nginx upstream一个简单模板

upstream http_backend {
{{range service "nginx"}}
server {{.Address}}:{{.Port}};
{{end}}
}
 
#定义一个server，监听8000端口，反向代理到upstream
server {
listen 8000;
server_name localhost 20.0.0.100;
access_log /var/log/nginx/consul-access.log;    #修改日志路径
index index.html index.php;
location / {
proxy_set_header HOST $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header Client-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_pass http://http_backend;
}
}

编译安装nginx

[root@docker01 consul]# yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
[root@docker01 consul]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx
## 添加nginx用户
[root@docker01 consul]# cd /opt/
[root@docker01 opt]# rz -E
rz waiting to receive.
[root@docker01 opt]# ls
consul  containerd  nginx-1.12.0.tar.gz  rh
[root@docker01 opt]# tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz 

[root@docker01 opt]# cd /opt/nginx-1.12.0/
[root@docker01 nginx-1.12.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make && make install
[root@docker01 nginx-1.12.0]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
[root@docker01 nginx-1.12.0]# cd /usr/local/sbin/
[root@docker01 sbin]# nginx
## 开启nginx服务
[root@docker01 sbin]# netstat -natp | grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      7485/nginx: master  

配置 nginx

[root@docker01 sbin]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
......
http {
include mime.types;
include vhost/*.conf; #添加虚拟主机目录
default_type application/octet-stream;　　

创建虚拟主机目录

[root@docker01 sbin]# mkdir /usr/local/nginx/conf/vhost

创建日志文件目录

[root@docker01 sbin]# mkdir /var/log/nginx

启动nginx

[root@docker01 sbin]# netstat -natp | grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      7485/nginx: master  
[root@docker01 sbin]# kill -3 7485
## 关闭nginx服务
[root@docker01 sbin]# nginx
## 开启nginx服务
[root@docker01 sbin]# netstat -natp | grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      7569/nginx: master  

配置并启动 template

[root@docker01 sbin]# cd /opt/
[root@docker01 opt]# rz -E
rz waiting to receive.
[root@docker01 opt]# ls
consul                                  containerd    nginx-1.12.0.tar.gz
consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip  nginx-1.12.0  rh
[root@docker01 opt]# unzip consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip
Archive:  consul-template_0.19.3_linux_amd64.zip
  inflating: consul-template         
[root@docker01 opt]# mv consul-template /usr/local/bin/

在前台启动 template 服务，启动后不要按 ctrl+c 中止 consul-template 进程。

[root@docker01 opt]# consul-template --consul-addr 20.0.0.100:8500 \
--template "/opt/consul/nginx.ctmpl:/usr/local/nginx/conf/vhost/consul.conf:/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload" \
--log-level=info

另外打开一个终端查看生成配置文件

[root@docker01 ~]# cd /usr/local/nginx/conf/vhost/
[root@docker01 vhost]# ls
consul.conf
[root@docker01 vhost]# vim consul.conf 

upstream http_backend {

server 20.0.0.200:83;

server 20.0.0.200:84;


}

server {
listen 8000;
server_name localhost 20.0.0.100;
access_log /var/log/nginx/consul-access.log;
index index.html index.php;
location / {
proxy_set_header HOST $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header Client-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_pass http://http_backend;
}
}

访问 template-nginx

在registrator服务器上面操作，添加网页测试文件

[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                           COMMAND                   CREATED          STATUS          PORTS                               NAMES
642b585f4735   httpd                           "httpd-foreground"        32 minutes ago   Up 32 minutes   0.0.0.0:87->80/tcp, :::87->80/tcp   web5
0c4df1613de0   httpd                           "httpd-foreground"        32 minutes ago   Up 32 minutes   0.0.0.0:89->80/tcp, :::89->80/tcp   test-04
fccaf662d27a   httpd                           "httpd-foreground"        32 minutes ago   Up 32 minutes   0.0.0.0:88->80/tcp, :::88->80/tcp   test-03
ea9ac26a164f   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   33 minutes ago   Up 32 minutes   0.0.0.0:84->80/tcp, :::84->80/tcp   test-02
8ef50a35cece   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   33 minutes ago   Up 33 minutes   0.0.0.0:83->80/tcp, :::83->80/tcp   test-01
cdfdec4fd97f   gliderlabs/registrator:latest   "/bin/registrator --…"   33 minutes ago   Up 33 minutes                                       registrator

[root@localhost ~]# docker exec -it ea9ac26a164f bash
root@test02:/# echo "this is test1 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
root@test02:/# exit
exit
[root@localhost ~]# docker exec -it 8ef50a35cece bash
root@test01:/# echo "this is test2 web" > /usr/share/nginx/html/index.html
root@test01:/# exit
exit

浏览器访问：http://20.0.0.100:8000/ ，并不断刷新

增加一个 nginx 容器节点

增加一个 nginx 容器节点，测试服务发现及配置更新功能

[root@localhost ~]# docker run -itd -p:88:80 --name test-05 -h test05 nginx
cd96989ede10b089d8e2eda8dc3995564621994c7e767588e2b4e3d6843c9d93
docker: Error response from daemon: driver failed programming external connectivity on endpoint test-05 (676758714ffd834ccff6bcf81b14efce4b37cafc0e6b4c5f898dc9d876ee6e94): Bind for 0.0.0.0:88 failed: port is already allocated.
[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                           COMMAND                   CREATED          STATUS          PORTS                               NAMES
cd96989ede10   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   5 seconds ago    Created                                             test-05
642b585f4735   httpd                           "httpd-foreground"        49 minutes ago   Up 49 minutes   0.0.0.0:87->80/tcp, :::87->80/tcp   web5
0c4df1613de0   httpd                           "httpd-foreground"        49 minutes ago   Up 49 minutes   0.0.0.0:89->80/tcp, :::89->80/tcp   test-04
fccaf662d27a   httpd                           "httpd-foreground"        50 minutes ago   Up 50 minutes   0.0.0.0:88->80/tcp, :::88->80/tcp   test-03
ea9ac26a164f   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   50 minutes ago   Up 50 minutes   0.0.0.0:84->80/tcp, :::84->80/tcp   test-02
8ef50a35cece   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   50 minutes ago   Up 50 minutes   0.0.0.0:83->80/tcp, :::83->80/tcp   test-01
cdfdec4fd97f   gliderlabs/registrator:latest   "/bin/registrator --…"   51 minutes ago   Up 51 minutes                                       registrator

如若出现此报错，需重启docker服务即可重新生成自定义链DOCKER

原因分析：
启动Docker后，再对防火墙firewalld进行操作，就会发生上述报错，当 firewalld 启动或者重启时，将会从 iptables 中移除 Docker 的规则，影响 Docker 的正常工作。

[root@localhost ~]# systemctl restart docker

## 需要清除已创建的报错nginx容器
[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                           COMMAND                   CREATED             STATUS                      PORTS     NAMES
cd96989ede10   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   31 minutes ago      Created                               test-05
642b585f4735   httpd                           "httpd-foreground"        About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             web5
0c4df1613de0   httpd                           "httpd-foreground"        About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             test-04
fccaf662d27a   httpd                           "httpd-foreground"        About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             test-03
ea9ac26a164f   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             test-02
8ef50a35cece   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             test-01
cdfdec4fd97f   gliderlabs/registrator:latest   "/bin/registrator --…"   About an hour ago   Up 27 minutes                         registrator
[root@localhost ~]# docker rm -f cd96989ede10
cd96989ede10
[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                           COMMAND                   CREATED             STATUS                      PORTS     NAMES
642b585f4735   httpd                           "httpd-foreground"        About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             web5
0c4df1613de0   httpd                           "httpd-foreground"        About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             test-04
fccaf662d27a   httpd                           "httpd-foreground"        About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             test-03
ea9ac26a164f   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             test-02
8ef50a35cece   nginx                           "/docker-entrypoint.…"   About an hour ago   Exited (0) 27 minutes ago             test-01
cdfdec4fd97f   gliderlabs/registrator:latest   "/bin/registrator --…"   About an hour ago   Up 27 minutes                         registrator
[root@localhost ~]# docker run -itd -p:88:80 --name test-05 -h test05 nginx
dc4912df6ebb4750cb07f229918c3254f3104794d883fdd08b4ff7fe7ea603c8
[root@localhost ~]# 

观察 template 服务，会从模板更新/usr/local/nginx/conf/vhost/consul.conf 文件内容，并且重载 nginx 服务

查看/usr/local/nginx/conf/vhost/consul.conf 文件内容

查看三台 nginx 容器日志，请求正常轮询到各个容器节点上

docker logs -f test-01
docker logs -f test-02
docker logs -f test-05

consul 多节点

添加一台已有docker环境的服务器20.0.0.210/24加入已有的群集中

[root@localhost ~]# cd /opt/
[root@localhost opt]# rz -E
rz waiting to receive.
[root@localhost opt]# ls
consul_0.9.2_linux_amd64.zip  containerd  rh
[root@localhost opt]# mkdir /opt/consul
[root@localhost opt]# cp consul_0.9.2_linux_amd64.zip /opt/consul
[root@localhost opt]# cd /opt/consul/
[root@localhost consul]# unzip consul_0.9.2_linux_amd64.zip 
Archive:  consul_0.9.2_linux_amd64.zip
  inflating: consul   
[root@localhost consul]# mv consul /usr/local/bin/
               
[root@localhost consul]# consul agent \


-server \
-ui \
-data-dir=/var/lib/consul-data \
-bind=20.0.0.210 \
-client=0.0.0.0 \
-node=consul-server02 \
-enable-script-checks=true \
-datacenter=dc1 \
-join 20.0.0.100 &> /var/log/consul.log &

---

-enable-script-checks=true ：设置检查服务为可用
-datacenter : 数据中心名称
-join ：加入到已有的集群中

---

查看集群成员以及状态

[root@localhost consul]# consul members
Node             Address          Status  Type    Build  Protocol  DC
consul-server01  20.0.0.100:8301  alive   server  0.9.2  2         dc1
consul-server02  20.0.0.210:8301  alive   server  0.9.2  2         dc1
[root@localhost consul]# consul operator raft list-peers
Node             ID               Address          State     Voter  RaftProtocol
consul-server01  20.0.0.100:8300  20.0.0.100:8300  leader    true   2
consul-server02  20.0.0.210:8300  20.0.0.210:8300  follower  true   2